Científicos creen haber resuelto uno de los problemas más antiguos del universo

Es uno de los problemas más antiguos del universo: dado que la materia y la antimateria se aniquilan entre sí al contacto, y ambas formas de materia existían en el momento del Big Bang, ¿por qué existe un universo que se compone principalmente de materia en lugar de nada en absoluto? ¿Adónde se fue toda la antimateria?

«El hecho de que nuestro universo actual esté dominado por la materia sigue siendo uno de los misterios más confusos y antiguos de la física moderna», dijo Yano Koi, profesor de física y astronomía en Riverside, UCLA. en la situación actual Lo compartí esta semana. «Se requiere un sutil desequilibrio o asimetría entre la materia y la antimateria en el universo primitivo para lograr el dominio de la materia hoy, pero no se puede lograr dentro del marco conocido de la física fundamental».

Hay teorías que pueden responder a esta pregunta, pero es muy difícil probarlas mediante experimentos de laboratorio. En este momento nuevo papel Publicado el jueves en la revista mensajes de revisión físicaLa Dra. Cui y su coautor, Zhong-Zhi Xianyu, profesor asistente de física en la Universidad de Tsinghua, China, explican que es posible que hayan ideado un trabajo sobre el uso del resplandor del Big Bang para realizar el experimento.

La teoría que el Dr. Tsui y Chung-Chi querían explorar se conoce como leptogénesis, un proceso que implica la descomposición de partículas que podría conducir a la asimetría entre la materia y la antimateria en el universo primitivo. En otras palabras, la asimetría en ciertos tipos de partículas elementales en los primeros momentos del universo podría haber crecido con el tiempo y a través de más interacciones de partículas en la asimetría entre la materia y la antimateria que hizo posible el universo tal como lo conocemos, y la vida.

«La formación de leptógenos se encuentra entre los mecanismos más convincentes que generan asimetría entre materia y antimateria», dijo el Dr. Cui en un comunicado. «Se trata de una nueva partícula fundamental, el neutrino dextrógiro».

El Dr. Coy agregó que generar el neutrino dextrógiro requiere mucha más energía que la que se puede generar en las colisiones de partículas en la Tierra.

«Probar la formación de leptógenos es casi imposible, porque la masa del neutrino dextrógiro suele estar en grandes cantidades que superan la capacidad del colisionador más grande jamás construido, el Gran Colisionador de Hadrones», dijo.

La opinión de la Dra. Koi y sus coautores era que los científicos podrían no necesitar construir un colisionador de partículas más poderoso, porque las mismas condiciones que les gustaría crear en tal experimento ya existían en algunas partes del universo primitivo. El período inflacionario, la era de la misma expansión exponencial del tiempo y el espacio que duró milisegundos después del Big Bang,…

«La inflación cósmica proporcionó un entorno muy energético, lo que permitió la producción de nuevas partículas pesadas además de sus interacciones», dijo el Dr. Coy. «El universo inflacionario se comportó como el colisionador cósmico, excepto que la energía era hasta 10 mil millones de veces mayor que la de cualquier colisionador hecho por el hombre».

Además, los resultados de estos experimentos naturales del Colisionador Cósmico pueden conservarse hoy en la distribución de las galaxias, así como en el fondo cósmico de microondas, el resplandor del Big Bang del que los astrofísicos han extraído gran parte de su comprensión actual de la evolución del universo. . .

«Específicamente, mostramos que las condiciones subyacentes para la generación de asimetría, incluidas las interacciones y las masas del neutrino derecho, que es el actor clave aquí, pueden dejar huellas distintas en las estadísticas de la distribución espacial de las galaxias o el fondo cósmico de microondas. «, dijo el Dr. Sin embargo, aún queda por hacer estas mediciones, agregó. «Las observaciones astrofísicas esperadas en los próximos años podrían detectar tales señales y revelar el origen cósmico de la materia».